DE2162988B2

DE2162988B2 - Stellglied für einen Wechselspannungsregler

Info

Publication number: DE2162988B2
Application number: DE19712162988
Authority: DE
Inventors: John Trafford Rowe Campbelltown Freeman (Australien)
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1970-12-23
Filing date: 1971-12-18
Publication date: 1975-02-13
Also published as: DE2162988A1; DE2162988C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Stellglied für einen »ο Weehselspannungsregler. bei dem ein kontaktloser Schaller in Reihe mit einer Wechselspannungsquelle und einer Last liegt und ein zweiter kontaktloser Schalter parallel zur Last liegt und die beiden Schalter von einem Steuergerät so beeinflußt sind, daß stets der eine Schalter geöffnet ist, wenn der andere Schalter geschlossen ist und umgekehrt (französische Patentschrift 2 031 005).

Bei der Konstruktion eines Stellgliedes für einen Weehselspannungsregler sind folgende Merkmale erwünscht, um eine optimale Leistung und Zuverlässigkeit zu erzielen:

1. Die Stellglieder sollten keine beweglichen Teile enthalten.

2. Die Konstruktion sollte mechanisch und elektrisch robust sein und unempfindlich gegen falsche Bedienung.

3. Die Stellglieder sollten einen guten Wirkungsgrad im Verhältnis zu dem Stand der Technik haben.

4. Die Stellglieder soll'en im wesentlichen durch die Größe, die Wellenform oder den Leistungsfaktor des Laststromes nicht beeinflußt werden.

5. Die Stellglieder sollten eine konstante niedrige Impedanz an den Lastklemmen erzeugen.

6. Die Schaltung sollte eine extrem hohe Ansprechgeschwindigkeit haben.

Die in der Technik bisher bekannten Stellglieder für Weehselspannungsregler umfassen folgende Arten:

1. Λ ransformatoren mit \eränderbaren Anzapfungen.

2. Regeltransformatoren mit Schleifbürsten.

3. Regeltransformatoren mit beweglichen Spulen.

4. Induktionsregler.

5. Transduktoren.

6. Phasengesteuerte Wechselstromschalter mit Thyratrons und Thyristoren (USA.-Patentschrift 2 534 909. französische Patentschrift 2 031 005).

7. Schaltungen mit Vakuumröhren (deutsche Auslegeschrift I 080 669).

8. Schaltungen mit Lcislungstransistoren (britische Patentschrift I 180 576).

Allen diesen bekannten Anordnungen fehlt mindestens eines der oben genannten wünschenswerten Merkmale. So enthalten beispielsweise die allgemein bekannten Regler des Typs 1 bis 4 bewegliche UiIe und haben eine verhältnismäßig lange Ansprechzeit. Die Regler des Typs 7 und 8 sind elektrisch emfpindlich und schwierig gegen Fehler zu schützen. Der

_r ,., alleemein bekannte Regler des Typs 5 w.rd Hg. 5 zeigt die Grundhaltung emer

^benfa a, S dc" Form des Laststroms und hat eine kommut.erten Thyrisiorschaltung .n ^^^.

^einf!U -moedan/ die sich abhang von der Zeit schaltung, «eiche zur Erläuterung der v,e,tuuuw,a

gsimpedan/, ac _ _iunü der vorliegenden Erfindung dient. .

in letzter Zeit am meisten verwendete Typ 6 5 Fig. 6 zeigt, wie die Schaltung von Hg^ ,

Hrt Thvristoren und hat eine Auseang^pan- wandelt werden kann, so daß sic «ie

t der doppelten Frequenz der Spe.se- io dung, der aus der Schaltung

_SSsp_E al. a„.h u,_n Uer Ausbeeinflußt [si. Die ^piιnnιιn|! regeluns Sch.Kc,-j _{io m}„.

g und hat kernen sehr guten

^Sl_ffIabe der Erfindung ,st es, ein Stellglied für einen

Sp-regler mit allen eingangs aufgewühlten w ün-

sehenswerten Merkmalen zu schaf en. nUe Aufeabe wird bei e.ncr Anordnung der ein- °r-eian⁸nten Art dadurch gelöst daß eine ers e

ffihrk-hterbrücke vorgesehen ,st. deren Wechselmanschluß in Reihe mit der Wechselstromquelle

^StT L i gt und zu deren Gleichstromanschluß SJSS

^^ Hig. 2 «igt. wie diese Anor zwischen der Wec^tromque.te S »^ — £S2n Wechselspannung, i werden und besitzt alle wunschens-.· _ein£,_aniIS dargelegt wurden.

_{e bckannlc} p_nasCn-. der Schalter > wo die Spe.se-

Ls so l

ν on F . g. 2 m

Anwendungen ha. die Erfindung noch Voneil. da» sow.,,,1 de, ü^nj*

5?

i« je»e,k η,ι. Λ und d ^

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,ricbsvvcisen der Schallunu von F.g

SESS _v,,_{|hrcnd dcr} /,„cn

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sprechendes Signal von .V7'geschlossen werden kann. Netzspannimgskommuiierung be/ieht. ha he η die piak-

kann das vorliegende System auf momentane Sttfrun- tischen Ausfiihrungsformen den Nachteil, daß unnütze

gen ansprechen. So kann beispielsweise ein plötzlicher Kreisströme entstehen und daß die Wellenform der

Überstrom oder ein Kurzschluß bei der Last / im- Ausgangsspannuni; \om Leistungsfaktor der Last ab-

miltelbar nach seinem Auftreten unterbrochen werden 5 hängt. Solche Nachteile entstehen bei Anwendung der

durch Öffnung von X. Das gleichzeitige Schließen \on vorliegenden Erfindung nicht.

)' hält die 1 aslspannung auf Null, während der Über- Obwohl bisher nur die Rede von Einphasenwechselstrom absinkt und verhindert das Auftreten von gc- spannungsregelung war. kann die Technik der Reihenfährlichen Wiederkchrspannungcn. Parallel-Schaller. wie sie bisher erläutert wurde, auch Die Reihcn-Parallel-Sehalteranordnung nach lie. 2 ίο für mehrphasige Spannungsregelung verwendet werist nicht begrenzt auf die Arbeitsweise analog zu der den.

bekannten Phasenregelung, wie dies an Hand von Der Ausgangspunkt für die Entwicklung des Reihen-]·'ig. 3a erläutert wurde. Die Fig. 3h bis 3d/eigen drei Parallel-Wcchsclstrornschaltcrs gemäß der Erfindung von einer unendlichen Anzahl von Schaltfolgen, vvcl- ist der einfache statische Wechselrichterkreis in HaIbchc vorgesehen sein können. I- ig. 3b zeigt ein Schema. '-5 brückenschaltung. der in I- ig. 5 dargestellt ist. Die in dem die Wellenform der Ausgangsspannung immer Beschreibung dieser Schaltung und viele Arten der symmetrisch bezüglich der Spitzenspannung ist. wobei Kommuiierimgskreise. welche verwendet werden könder Effektivwert der Spannung dadurch regelbar ist. neu. sind in der Literatur über die statischen Wechseldall die Dauer der Leitperioden der beiden Schalter richter beschrieben. Die Funktion dieser Schaltung. verändert wird. Der obere Teil der Fig. 3b bis 3d *° wie sie üblicherweise angewendet wird, besteht darin, zeigt den zeitlichen Spannungsverlauf an dei Wechsel- den Punkt Q abwechselnd an den positiven und den spannungsqucllc (gestrichelte Kurve) und an der Last negativen Anschluß der Gleichstromversorgung an/u-(auseezogenc Kurve). Darunter sind die Leitzeiten der schließen. Ls kann daher cm Strom entweder vom Schalter X und Y eingezeichnet. positiven Lingangsanschluß zum Anschluß O fließen Diese Betriebsart hat einen besseren Hingangs- 25 (jedoch nicht umgekehrt) oder von Q zum negativen leistungsfaktor als die Betriebsart nach Fig. 3a. Bei Eingangsanschlull (jedoch nicht umgekehrt). Die beiden Wellcnformskizzcn von Fig. 3c können die Schalt- den Thyristoren V und )' leiten abwechselnd durch Zeitpunkte beliebig gewählt werden, um eine Span- Anlegen geeigneter Steuerimpulse an ihre Steuereleknungsrcgelung zusammen mit entweder einer Oplimie- trodcn (i und //. Die Funktion des als Blockschaltbild rune der Ausgangswcllenform (um eine Anpassung an so dargestellten Kommuticrungskreises ist es. sicher/ueine spezielle Last zu erzielen) oder eine koncktur des stellen, daß beim Leitendwerden des einen Thyristors Eingangslcistungsfaklors zu erreichen. der andere eine Vorspannung in Sperrichtung erhält. Bei der Arbeitsweise, welche in Fig. 3d dargestellt die so groll ist und eine solche Dauer hat. dall sein ist, ist die Schaltfrcquenz wesentlich größer als die Laststrom absinkt und er wieder zum nichtleitenden Wechselslromspcisefrequenz und die Alisgangsspan- 35 Zustand zurückkehrt. Die beiden Thyristoren bilden nuncsrccclung wird erzielt durch Veränderung des daher einen Gleichspannungs-Rcihcn-Parallel-Schal-BruchtcMs der Schaltzeit, während der der Reihen- ter. der die Punkte /' und Q sowie Q und 7'abwcehschalter X leitend ist (Hochfrequenz-Impulsbreiten- sclnd \erbindu. Die Schaltung von Fig. 5 kann weder modulation). Diese Betriebsweise ist besonders gceig- an Wechselspannung angeschlossen werden noch hält net für die Verwendung bei Wechselspannungsreglern 4« sie Wechselspannung aus. Durch Hinzufügen von zwei (zusammen mit einem Aiisgangsfiltcr) für Lasten, die F.inphasenbrückengleichrichteni. enthaltend die D10-einc Sinusspannunü erfordern. In diesem Falle ergibt den /)1 bis /)4 und /)5 bis /)8. wie dies in 1 ig (·> sich der Vorteil einer sehr hohen Ansprechgeschwin- dargestellt ist. werden diese beiden Nachteile behoben. digkcil. eines hohen F.ingangslcistungsfaktors und einer Man beachte die Anschlüsse A und /. von Fig. (·>. minimalen Filtergröße (weil die reaktiven Elemente. 45 Wenn der Thv ristor .V sich im nichtleitenden Zustand welche dazu benötigt werden, die relativ hohe Schalt- befindet, kann kein Strom von A nach L fließen oder frcquenzkomponcntc aus der Ausgangsspannung aus- umgekehrt von einem äußeren Stromkreis, vorausgezusiehcn. ziemlich klein sind). setzt, daß die Spannung der festen Glciehspannungs-Fig. 4a zeigt einen möglichen theoretischen Schalt- quelle gleich oder größer ist als die Spitzenspannung kreis zur Verwendung der Schalter nach Fig. I. welche 5° der Wechselspannung, welche an eine äußere Schaltung in mancher Beziehung eine analoge Funktion zu den angelegt wird, von der A und /. ein Teil ist. Wenn keine üblichen Einphasenumrichtern haben. Die I ast Z wird Versorgungsglcichspannung anliegt (d. h wenn die zwischen den gemeinsamen Anschluß der Schalter V Anschlüsse und direkt verbunden sind) und die und >' und die Mittelanzapfung C des Spartransfor- äußere Schaltung den Punkt A plötzlich positiver mators 77? geschaltet, dessen Anschlüsse 4 und R 55 macht als den Punkt /.. dann kann ein Strom fließer direkt an den Wechselspannungsgenerator S angc- über A. /)3. . . />6. /~>5. Dl und / : wenn / posischlossen sind. Wenn die Schalter/u geeigneten Augen- tivet ist als A. dann fließt cm Strom über /)1.
blicken betätigt werden, ist es möglich, eine Ausgangs- ,PS. Dl. /'4 und A Das Vorhandensein der (deich spannungsfunklion zu erzeugen mit Grundfrequenzen. spannungsquelle bewirkt icdoch daß die Dioder die kleiner oder größer sind als die der WeclwNpan- 60 eine Spannung in Sperrichtung erhallen und dall e nungsquellc .Y In lic. 4b sind Wcllcnformcn fur den daher fur einen au Keren Kreis den Anschein hai. al Betrieb der Schallung dargestellt, wenn cmc Au«·- ob die Anschlüsse A und / voneinander isoliert w.ircn gangsgrundfrcqucnz von einem Drittel der Eingang*·- Außerdem verhindern die Diodenhrücken. eine Span frequenz erzielt wird I mc I rcqucnzvcrdoppluniz ist mini: an den Anschlüssen A und / zu erzeugen, di durch die Wcllcnformcn von I ig 4t dargestellt Wenn &5 mein in einem äußeren Kreis erzeugt wird, an den di diese Schaltung \on einem normalen Aklokomcrler Schaltung angeschlossen isi

abgeleitet wird, ist lct/lcier mehl m der I .il-c. .iK I -, s.ili nun angenommen weiden, dall tlei Ihvi'sti.

I reqnonzverdi'ppkT zu wirken, im.I d.i er siili .ml d;e \ rc/itmki 1^1 i.iIm> !eitel) durch \nlei'cii cmcs t'cen¹

noten Impulses an seine Steuerelektrode. Wenn der äußere Schaltkreis, von dem A und /. ein Teil sind. A plöl/lich positiver als /. niaelit. dann kann ein Strom von dem aulieren Sehallkreis über den Sirompfad A. 1)3. X. Dl und /, Hielten. Umgekehrt kann, wenn /. positiver als A i-i. der äußere Strom über den Strompfad /.. DX. V. 04 und A Hielten. IXt Spannungsabfall /wischen den Anschlüssen /. und A kann für jede Polarität der treibenden Spannung den Reihenspannungsabfall der beiden Dioden plus dem des einen Thyristors nicht überschreiten (etwa .1 bis 4 V in der Praxis). Deshalb erscheinen die Anschlüsse A' und L bei leitendem Thyristor Λ für einen äußeren Stromkreis als sehr niedrige Impedan/.

Fs wurde oben gezeigt, daß. je nachdem, ob der 1 hyristur Λ leitend oder nichtleitend ist. die Anschlüsse L und A für einen äußeren Stromkreis eine niedrige bzw. sehr hohe impedan/darstellen. Talsachlich ist das Verhallen mit groltei Naherunu bei der praktischen Anwendung dem eines mechanischen Schalters -'ihnlieh. Hs kann weiter mit einer ähnlichen Begründung wie oben gezeigt werden, daß die Anschlüsse /'und //dasselbe Verhallen /eigen. Man kann erkennen, daß die beiden Schalter, welche durch A'. L und /·'. // gebildet werden, so miteinander verknüpft sind, daß abwechselnd einer der Thyristoren A" und )' leitet, so daß das Schließen des einen das Öffnen des anderen bewirk!, .lcdoeii ist die Anordnung von 1- ig. ö noch ken, Reihen-Parallel-Schalter. da weder der Anschluß /. noch der Anschluß A' mit den Anschlüssen /■' oder // verbunden werden kann, ohne einen Kurzschluß der Dioden 0 2 und 07 und /> 5 oder 04 und Dl oder /)4 und 0 5 /u bewirken.

Hg. 7 zeigt die endgültige Modifikation der Halbbrücke von 1 ig. 5. die notwendig ist um /u erreichen, daß sie als Reihcn-ParalleFWcchselspannungsschaiter gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Hin Transformator /7^1 mit einem Wickiungsvvrhühins von cms wird da/u verwendet, um eine elektrische Isolation /wischen den Anschlüssen /-'. // und A. /, /u erzielen, so daß die Primärwicklung CB de·· Transformators mit dem linde C an den Anschluß /. des ersten Sehalters angeschlossen ist. Wenn der Thyristor ) gezündet wird, ist die Sekundärwicklung von TRX effektiv kurzgeschlossen durch die niedrige Impedanz bei /"und //. so daß die Primärwicklung CH wiederum eine niedrige Impedanz für einen äußeren Stromkreis hat. Umgekehrt ist. wenn der Thyristor >' nichtleitend ist. die Sekundärwicklung von TR\ nicht belastet und ein äußerer Stromkreis, der an C und ö angeschlossen ist. findet die sehr hohe Impedanz der MagnelisicrungsinduktiMi.it von IRl als einzigen Stromweg. Die festgelegte (ileichstromspeiscspannung. die fur cine ?ufriedcnstelicnde \tbeit des kommutierungskreiscs erforderlich isi. wird gewöhnlich durch einen großen Kondensator CX verwirklicht, der. wenn die Sch. icr in Schaltungen gemäß I ig. 2 oder I ig 4a verwendet werden, auf dem Spitzenwert der Spannung durch die Stromquelle S über die Diodenhrücke Ol bis 04 und DS bis O8 geladen gehalten wird, unabhängig davon, welcher der beiden Thyristoren Y oder ) sich in leitendem Zustand belindet Nur die Verluste im kommuticrungskreis müssen durch die Cileichspannungsquelle ergänzt werden, um! diese sind klein im Vergleich zu der Leistung, die durch die Schalter geschähet wird Der 'Transformator IR\ kann nicht nur. wie dargestellt, /wischen den Anschlüssen R und C liegen innl dem P.it'.illelschalter /UL'cordnel --cm. sondern er kann at.eh zwischen ilen Anschlüssen Λ und C liegen und s(i dem Reihenschalter zugeordnet sein.

Hei der Verwendung des Paares von Regelschaltern λ erden Signale an die Steuerelektroden der Thyristoren abwechselnd so angelegt, daß bei einem ersten Zustand eine niedrige Impedanz zwischen den Anschlüssen A und C erzeugt wird und gleichzeitig eine hohe Impedan/ zwischen den Anschlüssen C und B und daß bei einem zweiten Zustand eine hohe Impedanz erzeugt

ίο wird /wischen den Anschlüssen I und C und gleichzeitig eine niedrige Impedanz zwischen den Anschlüssen C und B.

Im I'alle eines mehrphasigen Reihen-Parallel-Wcehselstronwhallcrpaares kann eine Anzahl von Hmphasen - Reihen Parallel - WcchselstromschaUerpaaren verwendet werden, die der Anzahl der zu regelnden Phasen entspricht.

Hs kann auch cm mehrphasiger Isoliertransformator verwendet werden, der getrennte Primärwicklungen hat. von denen die ersten Enden die ersten Anschlüsse des mehrphasigen Reihenschallcrs des oben genannten Schalterpaares bilden und die zweiten Enden dieser Wicklungen die zweiten Anschlüsse des mehrphasigen Reihenschaltcrs des genannten Paares, bei dem der erste Urüekenglcichrichter eine Mehrphasenbrücke ist. deren Wechselstromanschlüsse an die Sekundärwicklungen des genannten Transformators angeschlossen sind (diese Wicklungen können in Sternschaltung oder in Polvgonschaltung geschaltet sein), bei dem der zweite Brüekcnglcichrichter in Mchrphasenbrückcnschaltung geschaltet ist. dessen Wechselstromanschlüsse die Anschlüsse des Paraliclschaltcrs des oben genannten Schalterpaares bilden und auch mit jedem der zweiten Enden der Primärwicklungen des oben genannten Isolationstransformators verbunden sind.

Fig. S zeigt den Schalter von Fig. 7 als Stellglied für einen Spannungsregler, aufgebaut nach der theoretischen Schaltung von I ig 2 Fs wird hierbei die Komplementärimpulskommutierung nach Mc Mutray-Bedford verwendet, die eine Induktivität I. mit Mittelanzapfung und die kondensatoren Cl und CS verwendet. Einzelheiten, der Wirkungsweise dieser Schaltung sind in der Literatur der statischen Wechselrichter besehneben. Der Transformator 77\2 und die Dioden 09 bis 012 dienen zur Wiedergewinnung der überflüssigen Kommutierungscnergie. welche dem kondensator CX wieder zugeführt wird.

Bei dieser Schaltung führt der Transformator TRl nicht allem die kommutierungskreisströmc. welche

5" auf em Minimum herabgesetzt werden sollen, sondern auch den Laststrom zur äußeren Schaltung. Obwohl es wünschenswert ist. daß die überflüssige kommutierungscnergie zurückgespeisl wird über TRl und <.'ic Dioden />·) bis 012 zum kondensator Cl. ist es mehl erwünscht, daß ("1 cine I adung erhält, die proportional dem äußeren Laststrom ist Wenn dies geschieht, ergibt sich ein unkontrollierter Anstieg dei Spannuni; an Cl proportional zum 1 aststrom. Die· kann zu einer I berbcanspnichung der I astthyristorcr

⁶" fuhren und muß \ermieden werden Deshalb ist de Transformator JRX mit einem sä'tigharcn kern auf gebaut und ist so bemessen, daß die Ciesamtmcngc de I ncrgie. welche pro Schall/v klus bei einer gcgebenei Spannung zu Cl zurückgespeisl werden kann, im mc geringer ist als die Energie, die von Cl den koinrnu iieruiH'skreisen wahrend dieses Schalizvklus zugefiihr wird Is wurde gefunden, daß die konimuticruncs krcissiromc trol/ dieser Meschränkuni! noch zufrieden

9 10

stellend kontrolliert werden und daß kein uncrw misch- wenn die Speisespannung null ist. weil die Aiisgangs-

ter Spannungsanstieg an Cl auftritt. spannung \on RF größer ist als die von SZ. wahrend

Fig. 9 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der der Schalter >' geöffnet ist.

Drciphasenausführung der Erfindung. Diese Anord- Etwas später wahrend der hier betrachteten HaIbnung weicht iiering von der Einphasenform ab. und 5 welle erreicht die Sägezahnausgangsspannung vi-.n .S'/.' /war in der Weise, daß nun die Reihenschalier mit den einen Wert, der größer ist als der von RF und der Dioden 021 bis DIb und dem Thyristor Λ translor- Komparator AV-* ändert seinen Zustand, mi daß am matoruckoppelt sind und daß die Reihensehalier mit Ausgang die Spannung Null erscheint. Die Aufgänge den Dioden D 27 bis /J32 und dem Thyristor K direkt von Il . /·"/·". BX und BY ändern in diesem Moment gekoppelt sind. In anderer Beziehung ist die Wirkungs- m ihren Zustand, woraus sich ein Schließen des Schalters weise dieser Schaltung ähnlich der von Fig. S. Ks wer- Y und ein Öflnen des Schalters ,V ergibt. Dieser Zuden nur zwei Thyristoren für die volle Leistungsrege- stand bleibt so lange stabil bis /um Beginn der näehlung in einem mehrphasigen System benötigt, ganz ston Halbwelle, wenn die schnell fallende Ausgangsgleich wie groß die Anzahl der Phasen ist. spannung von SZ den Steuerkreis da/u veranlaßt.

Die Schaltungsanordnung von Fig. IO ist die eines 15 wieder den Schalter A'zu schließen und den Schalter Y Spannungsreglers für eine elektrostatische Entstau- zu öffnen. So setzt sich dieser Prozeß /vklisch fort, bungsanlage. Es soll angenommen werden, daß die wobei A' während des ersten Teils jeder Halbwelle Einrichtung im Betrieb ist und daß keine Funkenübcr- geschlossen ist und Y während des übrigen Teiles der schlüge im Entstauberkreis auftreten, der an die Gleich- Halbwelle. Wenn die Ausgangsspannung des Regelspannungsausgänge ■ und angeschlossen ist. Dann « i'unktionsgenerators RF absinkt, wird der Schalter .V liegt am Ausgang des Rcgelfunktionsgenerators RF. früher nach der Spannung Null geöffnet, weil die feste der ein Funkenzahlintegrator sein kann (beispielsweise Säge/ahnausgangsspannung von SZ die verminderte vom Spannungskompcnsationstyp oder von einem an- Ausgangsspannung von Λ/Ίη einer kürzeren Zeit überdercn bekannten Typ. wie er bei Stromversorgungen steigt. Umgekehrt bewirkt ein größerer Auscane von von elektrostatischen Entstaubungsanlagen verwendet 25 RF. daß der Schalter Λ für eine längere Zeitdauer jeder wird), eine Gleichspannung an, deren Wert sich nur Halbwelle geschlossen ist. so daß es möglich ist. den sehr stufenweise während einiger Perioden der Ver- Bruchteil der Halbwelle, während der der Schalter A sorgungsspannung ändert Der Null-Spannimgsgene- geschlossen ist. zu steuern und damit die mittlere rator .V erzeugt kurze Glcichspannungsimpulse immer Wechselspannung, die dem Transformator TR3 zutiedann. wenn die Speisespannung durch den Wert Null 3° führt wird.

geht: diese Impulse werden dazu verwendet, den Säge- Es kann gezeigt werden, daß die Spannunsiswelle. zahngencrator SZ zu diesem Zeitpunkt auf Null zu- clic an 77? 3 geliefert wird, enlgeeenücsctzt gerichtet ist rückzustellen. Der Ausgang des Sägezahngenerators bezüglich der Spannungswelle einer üblichen Phasenist eine sägezahnförmige Gleichspannung, welche vväh- steuerung, so daß man diese Betriebsart als »iimücrend jeder Hallwelle gleichmäßig von Null ansteigt 35 kehrte Phasensteuerung« bezeichnen kann. Dies hat und wieder rasch auf Null abfällt, um bei der nächsten mehrere Vorteile für die Regelung der Last an der Halbwelle wieder neu zu beginnen. Der Komparator Entstaubungsanlage. Erstens bewirkt das \ orhandcn- KF vergleicht die Ausgänge von RF und SZ. Er hat sein des Parallclsehalters )'. daß ein Strompfad voreinc insgesamte positive Rückkopplung und kann daher handen ist für das Sehließen lenes Masinetisieruniisanalog wie ein Schmitt-Trigger arbeiten, der eine 40 stromes im Transformator 77?3 während der Perioden, positive Ausgangsspannung erzeugt, wenn der Aus- während der der Schalter X offen ist. Wenn daher X gang von RF den von SZ übersteigt, und einen Aus- geöffnet ist. wird die induktive Enereic. die in den gang Null, wenn der Ausgang von RF kleiner ist als Wicklungen von TR3 gespeichert ist. nicht in unkonder von SZ. Beim Beginn jeder Halbwelle ist der Aus- irollicrter Weise an die Last abgegeben, sondern bleibt gang von SZ gleich Null, während der von RF einen 45 weiterhin gespeichert. Die Auseancsspannune von TR3 etwas größeren Wert hat. und daher ist der Ausgang wird daher zu dieser Zeit bei Null «ehalten und es von KP positiv. Von diesem Punkt an ist die Regelung werden keine induktiven Ausgleichsspannunecn crdigital: es wird daher bei den positiven Ausgangs- zeugt. Zweitens wird, weil die Schalter X und" )' voll werten als \on einer »logischen Eins« oder einfach steuerbar sind, der Überschlag eines Funkens im Laslvnii einer »Eins« gesprochen. Gleichermaßen sind die 5° kreis, der einen raschen Anstiec des Stromes in der Ausgänge null eine »logische Null« oder einfach eine Primärwicklung \on 7"Λ3 erzeugt, durch den Strom- »Null«. transformator 77? 4 festgestellt und der Regelfunktions-

Beim Beginn jeder Halbwelle hat dann KP den generator RF beeinflußt, so daß augenblicklich dessen

Ausgang Eins. Die Umkehrstufe H erzeug den korn- Ausgangsspannung geändert wird, womit der Kompa-

plementären Wert des Ausgangs \on AV. in diesem 55 rator KP seinen Zustand ändert und der Reihenschal·

Halle Null, und die beiden Signale werden an den Ein- ter V geöffnet wird. Fs wurde in der Praxis gefunden,

gangen Fl und Fl dem Hip-Hop-Kreis Ft zugeführt. daß der Schalter X innerhalb von 100 Mikrosekunder

Der Flip-Flop-Kreis hat daher die Eingänge FX gleich nach der Feststellung eines Funkenüberschlages durch

Eins und Fl gleich Null und daher die Ausgangs/u- 7/?4 voll geöffnet ist. Für diese kurze Zeit reicht die

stände F3 gleich Eins und F4 gleich Null. Diese Aus- 60 Streureaktanz von TR3 aus. um den Funkenstrom aui

gange werden den Puffer-lsolatorelementcn BX und einen beherrschharen Wert zu begrenzen. Die Anord·

BY zugeführt und in geeigneter Weise verarbeitet, so nung gemäß der Erfindung benötigt daher keine großer

daß sie zur Steuerung der statischen Schalter .V und )' Drosselspulen, um die Funkenströme im Staubab

verwendet werden können. Essoll angenommen werden. scheider zu begrenzen.

daßdie Pufferkreise SA undßy nichtumkehrend sind und 65 7.\\e'\ weitere Vorteile beruhen direkt auf der umge

daß die statischen Schalter X und >' jeweils geschlossen kehrten Phasensteuerung: Erstens eliminiert sie di<

■werden, wenn sie am Eingang das Signal einer logischen steilen Teile des Anstiegs der Ausgangsgleichspannune

Eins erhalten. Der Schalter .V ist daher geschlossen. die mit der üblichen Phasensteuerung verbunden is

und erzeugt an Stelle dessen einen sanften Anstieg der Spannung \en der Wechselstromquelle. Hies bewirkt, daß die Kapazität des Abscheiders sicher aufgeladen wird nach dem Überschlag eines Funkens in einer I laibwelle, ohne daß gefahrliche (Iberilrombedingungen im Gleichrichter erzeugt werden und ohne dall eine Stmmbcgrcn/ungsdrossel benötigt wird. Dies gibt der Erfindung einen großen Vorteil bei den Verhalten

nach einem Funkenüberschlag oder einem Liohtbog gegenüber Anordnungen, bei denen für diesen Zwc eine Drossel verwendet wird. Oa zweitens der Reihi schalter immer wahrend des ersten Teils jeder Ha welle leitet, ist der effektive Leistungsfaktor bei Erfindung stets besser. 'Jie Erfindung kann daher d; beitragen, das Nacheilen des Leistungsfaktors, wit in Stromverteilungsnel7.cn auftritt, zu korrigieren.

Hiemi 10 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steilglied für einen Weehselspannungsregler, bei dem ein kontaktloser Schalter in Reihe mit einer Wechselspannungsquelle und einer Last liegt und ein zweiter kontaktloser Schalter parallel zur Last liegt und die beiden Schalter von einem Steuergerät so beeinflußt sind, daß stets der eine Schalter geöffnet ist, wenn der andere Schalter geschlossen ist und umgekehrt, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Gleichrichterbrücke (Dl, D 2. Di, DA) vorgesehen ist. deren Wechselstromanschluß in Reihe mit der Wechselstromquelle (S) und der Last (Z) liegt und zu deren Gleichstromanschluß der eine koniaktlose Schalter (X) parallel liegt, daß eine zweite Gleichrichterbrücke (DS, D6. Dl, DH) vorgesehen ist. deren Wechselstromanschluß an der Sekundärwicklung eines mit der Primärwicklung parallel zur Last (Z) liegenden Transformators (IRl) angeschlossen ist, deren Gleichstromanschluß parallel zu dem zueilen kontaktlosen Schalter ( V) liegt, daß der negati\e Gleichstromanschluß der ersten Gleichrichterbrücke (DI. Dl, D3, D4) mit dem positiven Gleichstromanschluß der zweiten Gleichrichterbrücke (DS, Db, Dl, D8) verbunden ist und daß die beiden nicht miteinander verbundenen Gleichstromanschlüsse der beiden Gleichrichterbrücken an einen Speicherkonüensator (CI) angeschlossen sind.

2. Stellglied nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zwischen den beiden kontaktlosen Schaltern (X, Y) eine Drosselspule (LD) angeordnet ist, deren Mittelanzapfung mit dem Verbindungspunkt der (ileichstromanschlüsse der beiden Gleichrichterbrücken (/J)I. Dl, D3. D4 beziehungsweise .05, D6, Dl, DH) uivi mit dem Verbindungspunkt zweier in Reihe liegender Kondensatoren (Cl, Ci) verbunden ist, und daß die Reihenschaltung der beiden Kondensatoren (Cl. Ci) paraiiei zum Speicherkondensator (Ci) liegt.

3. Stellglied nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Reihenschaltung der beiden kontaktlosen Schalter (X, Y) und der Drosselspule (LD) der Gleichslromanschluß einer dritten Gleichrichterbrücke (D9, DlO, DIl. D12) liegt, deren Wechselstromanschluß an der Sekundärwicklung eines Transformators (TRl) mit sättigbarem Kern liegt, dessen Primärwicklung zwischen die Mittelanzapfung der Drosselspule (LD) und den Gleichstromverbindungspunkt der ersten und der zweiten Gleichrichterbrücke (Dl, Dl. Di, DA beziehungsweise D5, D6, Dl. DH) geschaltet ist (Fig. 8).

4. Stellglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer mehrphasigen Wechsclstromquelle (S) diese über die Primärwicklungen eines Mehrphasentransformators (IR I) an die Last (Z) angeschlossen ist. dessen Sekundärwicklungen an die Wechsclsiromanschlüsse der ersten Glcichrichterbrückc (D21 bis Z)26) angeschlossen ist. daß die Wcehselstromanschlüsse der Zweiten Glcichrichterbriicke (D27 bis DiI) parallel lur Last (Z) an die Wechselstromquelle (S) angeschlossen sind und daß die erste und die zweite Gleichrichterbrücke (D2I bis D26 bzw. Z)27 bis D32) als mehrphasige Gleichrichterbrücken ausgebildet sind (Fig. 9).

5. Steuerschaltung für eir. Stellglied nach Anspruch 1. insbesondere in einem Wechselspannungsregler für elektrostatische Entstaubungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannung über einen Nullspannungsgenerator (V) einen Sägezahngenerator (SZ) steuert, der mit einem von der Ausgangsspannung gesteuerten Regelfunktionsgenerator (RF) einen Komparator ι KP) speist, der über eine Umkehrstufe (Ii) einen Hip-Flop-Kreis (FF) steuert, von dem die kontaktlosen Schalter (.V. }') beeinflußt werden (Fig. 10).